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科普 | 航天員為何是航天器的“當家人”

來源:中國載人航天微信公眾號責任編輯:安思翰
2020-09-03 10:23

我們知道,航天員在太空的工作是飽滿而緊張的,需要在軌完成復雜的艙內和艙外活動,以及高度智能化的空間科學研究和實驗任務。作為載人航天飛行任務的主體,航天員可謂是航天器的“當家人”,但在人類的載人航天發展歷程中,航天員并非一開始就占據主導地位。

從蘇聯東方號和美國水星號飛船升空,到我國神舟五號飛船成功發射,載人航天初期的目標主要是驗證人在空間的生存能力,獲取航天員空間生活環境和安全的有關數據。在早期的飛行任務中,航天員的主要任務是監視飛船儀表,控制和管理飛船上的各種儀器和設備,即作為一個觀察者和“備份”的操縱者。

航天英雄、中國首飛航天員楊利偉在神舟五號返回艙內

隨著美國雙子星座計劃的完成,到我國神舟六號兩名航天員實現了多人多天飛行;從蘇聯上升號飛船航天員實現人類第一次太空行走,再到我國發射的神舟七號到神舟十一號相繼突破和鞏固了航天員出艙活動技術、空間飛行器交會對接技術。人們已經初步認識到太空環境對人類的影響,并積累了太空活動的豐富經驗。

神舟六號航天員費俊龍、聶海勝在返回艙內

神舟七號航天員翟志剛完成我國首次空間出艙活動

神舟九號航天員景海鵬、劉旺、劉洋進行手控交會對接訓練

此時,航天員才真正開始在太空執行任務,不再是載人航天器里的乘客,而是名副其實的主人。大量的太空飛行任務都需要航天員來操作,尤其在某些時段,飛船無法從地面獲得任何引導,只能依靠航天員來完成。例如美國阿波羅11號在按照自動制導儀的指示準備登月時,指令長阿姆斯特朗發現預定著陸點有一個大深坑,于是登月艙兩名航天員采取緊急措施,在距月面僅600米的高度操縱登月艙避開大坑,安全降落。如果沒有航天員的靈活機動,這次飛行任務很可能不會完成。

20世紀70年代以后,隨著載人空間站和航天飛機的出現,以及空間技術的不斷發展,科學研究和實驗任務成為了航天員太空飛行的一個主題。而航天器大型化和復雜化的發展趨勢,也日益增加了航天器的管理難度,這就需要航天員更多地發揮航天器“當家人”的主體作用。如今,航天員每次飛行任務都要根據任務的要求,在太空操縱和管理航天器,完成規定的空間科學研究和實驗及探險任務,以便獲得新的認知和數據。

神舟十號航天員王亞平在聶海勝和張曉光協助下在天宮一號進行我國首次太空授課

神舟十一號航天員景海鵬、陳冬在天宮二號進行人機協同在軌維修科學試驗

此外,為了使航天器飛行更安全、更可靠、使用壽命更長、完成任務的成功率更高,航天員還需要對搭乘的航天器進行維修、檢修和裝配,這是航天員必須承擔的一項工作內容。例如神舟十號航天員聶海勝、張曉光、王亞平就對天宮一號目標飛行器進行了在軌維護,通過拆除天宮一號原來鋪設的軟質地面材料,更換上硬質地板和新的限位裝置,更有利于航天員在失重條件下保持身體穩定,能為航天員在太空工作生活創造更加方便、舒適的條件,同時也為未來空間站航天員在軌維修航天器積累了寶貴經驗。

神舟十號航天員乘組為天宮一號更換內裝飾材料

由此可見,不論航天器的功能如何齊備、結構如何復雜、自動化水平如何高,依舊是服務于航天員的。航天員在航天器和系統運行管理中有著重要的作用,充分發揮和利用航天員的工作能力,使之與航天器自動操作之間優勢互補,協調配合,才能確保設計出的航天器便于航天員在太空高效、圓滿地完成任務。這對后續我國空間站完成建設和在軌運行,實現航天員長期飛行,開展空間科學研究、實驗及應用具有重要意義。

來源:《飛天英雄——追蹤航天員飛天足跡》

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